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徐康宁课题组在新型卫生厕所系统研发领域取得新进展
时间:2020-10-28 

徐康宁课题组在新型卫生厕所系统研发领域取得新进展

近日,我校“营养元素去除与回收团队”徐康宁课题组在新型卫生厕所系统研发领域取得新进展,相关工作以“A green method for the simultaneous recovery of phosphate and potassium from hydrolyzed urine as value-added fertilizer using wood waste”为题,在线发表于环境领域国际权威刊物Resources, Conservation & Recycling(中科院一区TOP期刊,IF=8.086)。本文第一作者为北京林业大学硕士研究生刘静岩,通讯作者为徐康宁副教授,由北京林业大学、澳大利亚昆士兰大学、清华大学和加拿大阿尔伯塔大学相关学者合作完成。该工作得到北京林业大学中央高校基本科研业务费专项资金、国家自然科学基金青年科学基金项目以及国家水体污染控制与治理科技重大专项等资助。

利用农林废物生物炭进行尿液中氮磷钾富集的示意图

尿液贡献了生活污水中大约80%的氮和50%的磷,是氮磷钾资源的宝库,在能源和资源紧缺的大背景下,从源头上实现尿液的分离式收集并进行资源化处理是一种面向未来的、更可持续的排水理念。研究团队结合北京林业大学的学科特色,提出了利用农林废物生物质炭(biochar)进行尿液中氮磷钾原位富集的新思路,不仅可以同时实现农林废弃物的处理处置,而且资源化产品是一种富含氮磷钾、有机质的生物炭肥,能够在提供肥料的同时起到改良土壤的作用。

研究团队首次报道了镁氧化物改性生物炭表面形成钾型鸟粪石沉淀,这是磷钾同步富集的主要机理,磷钾富集能力分别可以达到162 mg/g180 mg/g,研究进一步通过仪器表征分析以及热力学模型计算等方法揭示了化学沉淀在营养元素富集中的作用,这为磷钾的优化富集提供了重要参考。这一技术可以为乡村、旅游景区、生态农场等无下水管网场景以及具备完善管网系统城市场景提供一种更可持续的污水管理方案。

研究团队已经在该研究方向累积发表高水平论文3篇、中文核心期刊论文1篇,获得2项发明专利授权,详情如下:

1A green method for the simultaneous recovery of phosphate and potassium from hydrolyzed urine as value-added fertilizer using wood waste. Resources, Conservation & Recycling (中科院一区TOP期刊), 2020. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921344920301142

2Optimizing the modification of wood waste biochar via metal oxides to remove and recover phosphate from human urine.

Environmental Geochemistry and Health, 2019. https://link.springer.com/article/10.1007/s10653-017-9986-6

3Recovery of ammonium and phosphate from urine as value-added fertilizer using wood waste biochar loaded with magnesium

oxides. Journal of Cleaner Production (中科院一区TOP期刊), 2018. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652618308771

4)镁改性生物炭制备条件对其氮磷去除性能的影响. 环境工程, 2018. http://hjgc.ic-mag.com/cn/article/doi/10.13205/j.hjgc.201801008

5)含磷废水中除磷并生产缓释型炭基磷肥的方法. 申请号: 201610515843.4, 中国, 已授权.

6)从尿液废水中提取钾并制造炭基缓释型复合肥的方法. 申请号: 201610509905.0, 中国, 已授权.



作者:徐康宁 审稿人:


 
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